JP2017512557A

JP2017512557A - 遠隔操作アクチュエータから手術器具に運動を移転する連結器

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Publication number: JP2017512557A
Application number: JP2016557993A
Authority: JP
Inventors: セカンド，グレゴリーダブリュダッチス; マイケルシュエナ，ブルース; チャガジェルディ，アミール; スマビー，ニールズ
Original assignee: インテュイティブサージカルオペレーションズ，インコーポレイテッド
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2017-05-25
Anticipated expiration: 2035-03-17
Also published as: JP2021184811A; US10420622B2; JP2019162539A; EP3563792A1; US20180344419A1; KR102462158B1; CN106132344A; EP3119316B1; EP3682838A1; CN106102638A; US10639119B2; EP3119324A1; CN106102640A; KR102324665B1; KR20160132877A; KR102594595B1; JP2017512525A; JP6795648B2; WO2015142795A1; US20190274767A2

Abstract

手術器具と手術器具マニピュレータとを連結する無菌アダプタが、底部構成部品と、連結構成部品とを含む。底部構成部品は、係止機構を有する底部リップを備える底部構成部品開口を含む。連結構成部品は、底部構成部品に回転可能に連結される。連結構成部品は、手術器具マニピュレータと係合する係合構成を含む。連結構成部品は、係合構成が手術器具マニピュレータと係合しないときに係止機構と係合する、係止機構開口を更に含む。連結構成部品は、保持タブを含んでよく、保持タブは、連結構成部品を底部構成部品開口内に挿入するよう、キー溝と整列させられ、次に、底部構成部品開口内に連結構成部品を保持するよう、キー溝と整列させられなくなる。手術器具マニピュレータとの連結構成部品の係合を促進するために、傾斜路がポケットの前縁に設けられてよい。

Description

（関連出願の参照）
この出願は、以下の先に出願された出願の優先権の権利を主張する。
米国６１／９５４，４９７２０１４年３月１７日（17-03-2014）
米国６１／９５４，５０２２０１４年３月１７日（17-03-2014）
米国６１／９５４，５５７２０１４年３月１７日（17-03-2014）
米国６１／９５４，５７１２０１４年３月１７日（17-03-2014）
米国６１／９５４，５９５２０１４年３月１７日（17-03-2014）
米国６２／０１９，３１８２０１４年６月３０日（30-06-2014）
米国６２／１０３，９９１２０１５年１月１５日（15-01-2015）
米国６２／１０４，３０６２０１５年１月１６日（16-01-2015）
これらの出願の各々を、許容される最大の程度まで、ここに参照として特に援用する。

本発明の実施態様は、機械的連結器の分野に関し、より具体的には、遠隔操作アクチュエータから、取り付けられる手術器具に運動を移転する、機械的連結器に関する。

診断的又は外科的な処置の間に損傷させられることがある無関係な組織(extraneous tissue)の量を減少させ、それにより、患者の回復時間、不快感、及び有害な副作用を減少させるために、最小侵襲的な医療技法が用いられている。従来的な形態の最小侵襲的な手術は、内視鏡検査を含む。より一般的な形態の内視鏡検査の１つは、腹腔鏡検査であり、腹腔鏡検査は、腹腔内の最小侵襲的な検査又は手術である。従来的な腹腔鏡手術では、患者の腹腔にガスが通気され、カニューレスリーブが患者の腹部の筋系にある小さな（約１２ｍｍ）の切開部に通されて、腹腔鏡手術器具を封止された仕方で通し得る進入ポートを提供する。

腹腔鏡手術器具は、一般的には、手術野及びエンドエフェクタを有する手術器具を見るための腹腔鏡を含む。典型的な手術エンドエフェクタは、例えば、クランプ(clamps)、グラスパ(graspers)、鋏(scissors)、ステープル(staples)、及び針ホルダ(needle holders)を含む。手術器具は、例えば、操作者がエンドエフェクタを手術部位に導入し且つ患者の体の外側から手術部位に対するエンドエフェクタの動きを制御するのを可能にするために、各手術器具の作業端又はエンドエフェクタが約３０ｃｍの長さの延長チューブによってそのハンドルから分離される点を除き、従来的な（観血）手術において用いられるものと類似する。

作動ツールの改良された制御をもたらすために、遠隔操作アクチュエータで手術器具を制御することが望ましいことがある。外科医は、遠隔操作アクチュエータに接続される器具を間接的に操作するために、コンソールにある制御装置を作動させることがある。手術器具を別個に殺菌し、執り行われるべき外科処置のための必要とされる器具として使用のために選択し得るよう、手術器具は遠隔操作アクチュエータに取り外し可能に連結される。手術クール中に手術器具を交換してよい。

遠隔操作手術器具を用いて手術を執り行うことは新たな挑戦を生む。１つの挑戦は、患者に隣接する領域を無菌状態に維持する必要である。しかしながら、典型的には、手術器具を制御するのに必要なモータ、センサ、エンコーダ、及び電気接続部を、従来的な方法、例えば、蒸気、熱及び圧力、又は化学物質を用いて殺菌し得ない。何故ならば、それらは殺菌プロセス中に損傷させられ或いは破壊されるからである。

遠隔操作手術システムの他の挑戦は、外科医が典型的には手術中に幾つかの異なる手術器具を利用することである。多数の異なる手術器具が、典型的には、必要とされる切開部の数を限定するよう、手術中に同じトロカールスリーブを通じて導入される。よって、手術中に用いられる手術器具の数よりも少ないことが多い、限定的な数の利用可能な器具ホルダがある。従って、手術器具は、手術中に何度も同じ器具ホルダに取り付けられ、同じ器具ホルダから取り外されることがある。多数の接続部が、手術器具と遠隔操作アクチュエータ及びそのコントローラとの間に必要とされる。接続部は、アクチュエータ力、電気信号、及びデータを送信するために必要とされる。これは遠隔操作アクチュエータ及びそのコントローラへの手術器具の取付けを複雑にする。

遠隔操作手術システムの更に他の挑戦は、手術室が精密な機械的アセンブリを準備するための理想的な環境でないことである。

遠隔操作アクチュエータの汚染を防止し且つ手術器具の周りに無菌領域を維持する一連の手術器具の素早く確実な取付けを可能にしながら、手術器具及び遠隔操作アクチュエータ駆動装置を係合し且つ解除するより容易でより効果的な方法を提供することが、望ましい。

本発明の他の構成及び利点は、添付の図面から並びに以下に続く詳細な記述から明らかであろう。

本発明は、本発明の実施態様を非限定的に一例として例示するために用いられる後続の記述及び添付の図面を参照することによって、最良に理解されることがある。図面において、同等の参照番号は類似の要素を示す。

遠隔操作手術システムの例示的な患者側部分の図である。

遠隔操作アクチュエータと共に使用する手術器具の側面図である。

手術器具、手術器具マニピュレータのキャリッジ、及び器具無菌アダプタ（ＩＳＡ）の、連結の例示的な実施態様の例示である。

図３Ａの連結器システムの例示的な実施態様の例示である。

組立状態のＩＳＡ連結器の例示的な実施態様の例示である。

ＩＳＡ底部構成部品及び複数のＩＳＡ連結器の例示である。

ＩＳＡ連結器の例示的な実施態様の例示である。

ＩＳＡ底部構成部品と連結された複数のＩＳＡ連結器の例示である。

頂部構成部品開口に配置された１つのＩＳＡ連結器を有するＩＳＡ頂部構成部品の例示的な実施態様の例示である。

ＩＳＡ連結器を備えないＩＳＡ底部構成部品に連結された切欠きＩＳＡ頂部構成部品の例示である。

ＩＳＡ連結器を備えないＩＳＡの底部構成部品に連結されたＩＳＡの頂部構成部品の例示的な実施態様の例示である。

ＩＳＡの下面の例示的な実施態様の例示である。

器具キャリッジの例示的な実施態様の例示である。

ボスとして例示された係止機構を有するＩＳＡ底部構成部品の例示的な実施態様の例示である。

図１３Ａの部分内に例示したボス係止機構の拡大された例示である。

ラチェットとして例示された係止機構を有するＩＳＡ底部構成部品の例示的な実施態様の例示である。

図１３Ｃの部分内に例示したラチェット係止機構の拡大された例示である。

進入傾斜路を備えないキャリッジ係合構成に接近するＩＳＡ底部係合構成の例示的な実施態様の例示である。

ＩＳＡ底部係合構成をキャリッジ係合構成と連結する失敗の試みを示す図１４の例示的な実施態様の例示である。

進入傾斜路を含むキャリッジ係合構成に接近するＩＳＡ底部係合構成の例示的な実施態様の例示である。

キャリッジ係合構成と噛み合い始めるために進入傾斜路を用いてキャリッジ係合構成に接近するＩＳＡ底部係合構成を示す図１５Ａの例示的な実施態様の例示である。

キャリッジ係合構成に接近する進入傾斜路を含むＩＳＡ底部係合構成の例示的な実施態様の例示である。

キャリッジ係合構成と噛み合い始めるために進入傾斜路を用いてキャリッジ係合構成に接近するＩＳＡ底部係合構成を示す図１６Ａの例示的な実施態様の例示である。

以下の記述には、数多くの具体的な詳細を示す。しかしながら、本発明の実施態様は、これらの具体的な詳細がなくても実施されてよいことが理解されよう。他の場合には、この記述の理解を曖昧にしないために、周知の回路、構造、及び技法を詳細に示さない。

以下の記述では、本発明の幾つかの実施態様を例示する添付の図面を参照する。他の実施態様が利用されてよく、本開示の精神及び範囲から逸脱せずに、機械的、組成的、構造的、電気的、及び動作的な変更が行われてよい。以下の詳細な記述は、限定的な意味において理解されてならず、本発明の実施態様の範囲は、発効する特許の請求項によってのみ定められる。

ここにおいて用いる用語法は、特定の実施態様を記載する目的のためだけであり、本発明を限定することを意図しない。「下」(“beneath”)、「下方」(“below”)、「下方」(“lower”)、「上方」(“above”)、「上方」(“upper”)、及び同等物のような、空間的に相対的な用語は、図面中に例示するような１つの要素又は構造に対する他の要素の又は構造の関係を記載する記述の容易さのために、ここにおいて用いられることがある。空間的に相対的な用語は、図面中に描写される向きに加えて、使用中又は動作中の装置の異なる向きを包含することを意図する。例えば、図面中のデバイスが反転させられるならば、他の要素又は構成の「下」(“beneath”)又は「下方」(“below”)にあるものとして記載される要素は、他の要素又は構成の上方(“above”)に向けられる。よって、例示的な用語「下方」(“below”)は、上方及び下方の向きの両方を包含し得る。デバイスをその他の向きにしてよく（例えば、９０度回転させ或いは他の向きにしてよく）、ここで用いる空間的に相対的な記述子(descriptors)は、相応して解釈される。

ここにおいて用いるとき、文脈がその他のことを示さない限り、単数形の形態である「a」、「an」、及び「the」は、複数形の形態も含むことが意図される。「含む」(“comprises”)及び／又は「含む」(“comprising”)という用語は、述べられている構成、ステップ、動作、要素、及び／又は構成部品（コンポーネント）の存在を特定するが、１つ又はそれよりも多くの他の構成、ステップ、動作、要素、構成部品、及び／又はそれらの群（グループ）の存在又は追加を排除しないことが更に理解されるであろう。

「物体」(“object”)という用語は、構成部品又は一群の構成部品を概ね指す。例えば、物体は、明細書又は請求項内のディスクのボス又はポケットのいずれかを指すことがある。明細書及び請求項を通じて、「物体」(“object”)、「構成部品」(“component”)、「部分」(“portion”)、「部品」(“part”)、及び「部品」(“piece”)という用語は、置換可能に用いられる。

「器具」(“instrument”)及び「手術器具」(“surgical instrument”)という用語は、ここでは、患者の体の中に挿入されるように構成され且つ外科処置又は診断処置を実施するために用いられる医療デバイスを記載するために用いられる。器具は、エンドエフェクタを含む。エンドエフェクタは、鉗子(forceps)、持針器(needle driver)、剪断器(shears)、バイポーラ焼灼器(bipolar
cauterizer)、組織安定器(tissue stabilizer)又は開創器(retractor)、クリップアプライヤ(clip applier)、吻合デバイス(anastomosis device)、撮像デバイス(imaging device)(例えば、内視鏡又は超音波プローブ）、及び同等物のような、１つ又はそれよりも多くの手術タスクと関連付けられる手術ツールであってよい。本発明の実施態様と共に用いられる幾つかの器具は、手術ツールの位置及び向きを器具のシャフトに対する１つ又はそれよりも多くの機械的な自由度を伴って操縦し得るよう、手術ツール用の関節作動する支持体（「リスト」と呼ぶこともある）を更に提供する。更に、多くの手術エンドエフェクタは、開放し或いは閉塞するジョー、ある経路に沿って並進するナイフのような、機能的な機械的な自由度を含む。手術器具は、恒久的であってよい或いは手術システムによって更新可能であってよい（例えば、器具の内側の半導体メモリに）格納される情報を含んでもよい。従って、システムは、器具と１つ又はそれよりも多くのシステム構成部品との間の一方向の又は双方向の情報通信をもたらすことがある。

「ポケット」(“pocket”)という用語は、ボスがポケットと噛み合い(mate)得るよう構成される作業空間の凹部(recess)として広く解釈されてよい。そのような噛合いプロセス(mating process)は、適切な形状及び大きさのボスがポケット内に挿入されるときに起こる。

「ボス」(“boss”)という用語は、作業空間にある拡張又は突出構成として広く解釈されてよい。ボスは如何なる形状又は大きさとして構成されてもよい。ボスの１つの使用は、ポケット内へのボスの挿入を通じたポケットとの噛合いプロセスに関与することである。明細書を通じて、「ボス」及び「突起」(“protrusion”)という用語は、置換可能に用いられる。

「係合構成」(“engagement feature”)という用語は、「ポケット」又は「ボス」又は２以上の物体を係合させるために用いるあらゆる部品(piece)として広く解釈されてよい。

「噛み合（う）」(“mating”)という用語は、噛み合わされる物体が互いに協働するのを可能にする方法において、２以上の物体が接続される、あらゆる事象として、広く解釈されてよい。噛合い(mating)は、直接的な接続（例えば、直接的な物理的又は電気的接続）を必要としないが、２以上の物体を噛み合わせるために多数の物体又は構成部品が用いられてよいことを記さなければならない。例えば、物体Ａ及びＢは、物体Ｃの使用を通じて噛み合わされてよい。他の例として、物体Ｄ及び物体Ｅは、物体Ｄ、突起が、物体Ｅの凹部、ポケット内に受け入れられるときに、噛み合ってよい。明細書及び請求項を通じて、「噛み合（う）」(“mate”)、「連結（する）」(“couple”)、「接続（する）」(“connect”)、又は「係合（する）」(“engage”)という用語は、置換可能に用いられる。

加えて、「取り外し可能に連結（される）」(“detachably coupled”)又は「取り外し可能に噛み合（わされる）」(“detachably mated”)は、恒久的でない２つ又はそれよりも多くの物体の間の連結又は噛合い事象を意味するものと解釈されてよい。これは、取り外し可能に連結される物体が、それらがもはや協働しないように切り離され且つ分離されてよいことを意味する。

「バックラッシュ」(“backlash”)という用語は、２つの噛み合わされる構成部品の間の隙間又は間隙として解釈されてよい。例えば、ボスがポケット内に挿入されるとき、ボスの突起は、本来的にポケットの開口よりも小さい。特金お大きさと開口の大きさとの間の差は、ボスとポケットとの間のバックラッシュの量である。

最後に、ここにおいて用いるとき、「又は」(“or”)及び「及び／又は」(“and/or”)という用語は、内包的であるとして或いは１つ若しくは任意の組み合わせを意味するものとして解釈されるべきである。従って、「Ａ、Ｂ、又はＣ」又は「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」は、「Ａ、Ｂ、Ｃ；Ａ及び；Ａ及びＣ；Ｂ及びＣ；Ａ、Ｂ、及びＣのうちのいずれか」を意味する。この定義に対する例外は、要素、機能、ステップ、又は行為の組み合わせが、何らかの方法において本質的に相互に排他的であるときにのみ起こる。

機能的な遠隔操作手術システムの概要
図１は、本発明の実施態様に従った、遠隔操作手術システムの例示的な患者側部分１００の図である。患者側部分１００は、支持アセンブリ１１０と、各支持アセンブリの端にある１つ又はそれよりも多くの手術器具マニピュレータ１１２とを含む。支持アセンブリ１１０は、手術のために患者に対して（複数の）手術器具マニピュレータ１１２を位置付けるために用いられる、１つ又はそれよりも多くの電力供給されない係止可能なセットアップ関節を任意的に含む。描写されるように、患者側部分１００は、フロアの上に位置する。他の実施態様において、患者側部分は、壁に、天井に、患者の体１２２も支持する手術台１２６に、或いは他の手術室機器に取り付けられてよい。更に、患者側部分１００は、４つの手術器具マニピュレータ１１２を含むものとして示されているが、より多い又はより少ない手術器具マニピュレータ１１２が用いられてよい。一層更には、患者側部分１００は、図示のような単一のアセンブリで構成されてよく、或いは、患者側部分１００は、各々が様々な可能な方法において任意的に取り付けられる、２つ又はそれよりも多くの別個のアセンブリを含んでよい。

各手術器具マニピュレータ１１２は、患者の体１２２中の手術部位で作動する、１つ又はそれよりも多くの手術器具１２０を支持する。各手術器具マニピュレータ１１２は、関連する手術器具が１つ又はそれよりも多くの機械的な自由度（例えば、全部で６つのデカルト自由度、５つ以下のデカルト自由度など）で動くのを可能にする、様々な形態において提供されてよい。典型的には、機械的な又は制御的な拘束は、各手術器具マニピュレータ１１２が、患者に対して静止的なままである手術器具の運動の中心の周りで、その関連する手術器具を動かすのを制限し、この運動の中心は、典型的には、器具が体に入る位置にあるように配置される。

機能的な遠隔操作手術システムは、一般的には、操作者が患者の体１２２の外側から手術部位を見るのを可能にするビジョンシステム部分（図示せず）を含む。ビジョンシステムは、典型的には、ビデオ画像キャプチャ機能１２８（「カメラ器具」）と、キャプチャ画像を表示する１つ又はそれよりも多くのビデオディスプレイとを有する、手術器具を含む。幾つかの手術システム構成において、カメラ器具１２８は、画像をカメラ器具１２８の遠位端から患者の体１２２の外側の１つ又はそれよりも多くの撮像センサ（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）に移転する光学(optics)を含む。代替的に、撮像センサ（複数の撮像センサ）は、カメラ器具１２８の遠位端に位置付けられてよく、センサ（複数のセンサ）によって生成される信号は、処理及びビデオディスプレイでの表示のために、リード線に沿って或いは無線式に送信されてよい。例示的なビデオディスプレイは、Intuitive Surgical, Inc., Sunnyvale, Californiaによって商品化されている手術システム中の外科医コンソール上の立体視ディスプレイである。

遠隔操作モータによって生成される力は、ドライブトレーン機構を介して伝達され、ドライブトレーン機構は、遠隔操作モータからの力を手術器具１２０に伝達する。幾つかの遠隔手術の実施態様において、（複数の）マニピュレータを制御する入力装置は、患者が配置される部屋の内側又は外側のいずれかで、患者から離れた場所に設けられてよい。次に、入力装置からの入力は、制御システム部分に送信される。遠隔操縦、遠隔操作、及びテレプレゼンス手術に熟知した人々は、Intuitive Surgical, Inc.によって商品化されているda Vinci（登録商標）Surgical System及びComputer Motion, Inc.によって元来製造されているZeus（登録商標）Surgical System並びにそのようなシステムの様々な例示的な構成部品のような、そのようなシステム及びそれらの構成部品について知っている。

図示のように、手術器具１２０及び任意的な入力ガイド１２４（例えば、患者の腹部内のカニューレ）の両方が、手術器具１２０が入力ガイド１２４を通じて挿入された状態で、マニピュレータ１１２の遠位端に取り外し可能に連結される。マニピュレータ１１２内の遠隔操作アクチュエータは、手術器具１２０を全体的に動かす。マニピュレータ１１２は、器具キャリッジ１３０を更に含む。手術器具１２０は、器具キャリッジ１３０に取り外し可能に接続される。器具キャリッジ１３０内に収容される遠隔操作アクチュエータは、手術器具１２０が手術器具のエンドエフェクタの様々な動きに変換する、多数のコントローラ動作をもたらす。よって、器具キャリッジ１３０内の遠隔操作アクチュエータは、手術器具１２０を全体的に動かすよりもむしろ、手術器具１２０の１つ又はそれよりも多くの構成部品のみを動かす。器具全体又は器具の構成部品のいずれかを制御する入力は、外科医によって制御システム部分に提供される入力（「マスタ」命令）が手術器具による対応する作用（「スレーブ」応答）に変換されるような入力である。

図２は、手術器具１２０の例示的な実施態様の側面図であり、手術器具１２０は、細長いチューブ２１０によって連結される、遠位部分２５０及び近位制御機構２４０を含む。手術器具１２０の遠位部分２５０は、図示の鉗子２５４、持針器、焼灼装置、切断ツール、撮像装置（例えば、内視鏡又は超音波プローブ）、又は様々なツール及び撮像装置の組み合わせを含む組み合わせ装置のような、様々な手術ツールのいずれかを提供してよい。図示の実施態様において、手術ツール２５４は、手術ツールの向きが器具チューブ２１０に対して操縦されるのを可能にする「リスト」２５２（手関節）によって、細長いチューブ２１０に連結される。

本発明と共に用いられる手術器具は、複数のロッド及び／又はフレキシブルケーブルを用いてそれらのエンドエフェクタ（手術ツール）を制御してよい。チューブの形態であってよいロッドは、ケーブルと組み合わせられて、要求に応じてフレキシブル区画をもたらすケーブルを用いてエンドエフェクタの「プッシュ／プル」(“push/pull”)制御をもたらしてよい。手術器具１２０のための典型的な細長いチューブ２１０は小さく、おそらく５〜８センチメートルの直径、おおよそ大きな鍾乳管の直径である。手術器具１２０内の機構の小さなスケール(scale)は、より大きなスケールで構成される類似の機構において見出されるものと異なる、これらの機構の構造に関する特異な機械的な状態及び問題を生む。何故ならば、材料の力及び強さは、機構の大きさと同じ比率で増大(scale)しないからである。ケーブルは細長いチューブ２１０内に適合しなければならず、それらがリスト関節２５２(wrist joint)を通じて進むときに曲がり得なければならない。

機能的な遠隔操作手術システムを用いながら無菌手術領域を提供するために、障壁(barrier)が非無菌システムと無菌手術野との間に配置されるのが好ましい。従って、器具無菌アダプタ（ＩＳＡ）のような無菌構成部品が、手術器具１２０と遠隔操作手術器具マニピュレータ１３０との間に配置される。手術器具１２０と手術器具マニピュレータ１３０との間の器具無菌アダプタの配置は、手術器具１２０及び手術器具マニピュレータ１３０のための無菌連結地点を保証する利益を含む。これは手術クール中の手術器具マニピュレータ１３０からの手術器具の取外し及び他の手術器具との交換を可能にする。

図３Ａは、手術器具１２０の近位制御機構２４０、遠隔操作手術器具マニピュレータ１３０のキャリッジ１３０、及び連結状態にある器具無菌アダプタ３００（ＩＳＡ）の、例示的な実施態様の部分を示している。

図３Ｂは、図３Ａの連結器システムの分解図を示している。１つの実施態様において、連結プロセスの第１の段階は、キャリッジ３１０とのＩＳＡ３００の連結を含む。キャリッジ３１０にあるキャリッジ駆動体３２０(carriage drivers)が回転させられて、対応するＩＳＡ連結器３３０と係合する。手術器具１２０は、ＩＳＡ３１０と連結させられる。ＩＳＡ連結器３３０は、キャリッジ駆動体３２０によって回転させられて、対応する器具駆動体（図示せず）と係合する。

器具無菌アダプタディスクアセンブリ
器具無菌アダプタ（ＩＳＡ）は、とりわけ、頂部構成部品、底部構成部品、及び１つ又はそれよりも多くの連結器を含む、複数の構成部品から組み立てられる。連結器が、底部構成部品の開口を通じて位置付けられ、次に、頂部構成部品が底部構成部品と接合される。

頂部構成部品が底部構成部品と連結するのを可能にし、連結器が自由に回転するのを依然として可能にしながら、連結器が取り外されるようにならないことを保証する、機構の必要がある。

図４は、組立状態のＩＳＡ３００の例示的な実施態様を示している。ＩＳＡ３００は、ＩＳＡ頂部構成部品４１０と、ＩＳＡ底部構成部品４２０と、複数のＩＳＡ連結器３３０とを含む。図４の実施態様は、５つのＩＳＡ連結器３３０を含むＩＳＡ３００を例示している。ＩＳＡ連結器３３０の数は５つに限定されず、５つより多くても少なくてもよい。

図５を参照すると、ＩＳＡ底部構成部品４２０及び複数のＩＳＡ連結器３３０の図が示されている。ＩＳＡ底部構成部品４２０は、複数の底部構成部品開口５３０を含む。各連結器３３０は、対応する開口５３０と関連付けられる。各底部構成部品開口５３０は、底部リップ５４０(bottom lip)によって部分的に取り囲まれ、各底部リップ５４０は、１つ又はそれよりも多くのキー溝５５０を含む。

図６を参照すると、ＩＳＡ連結器３３０の例示的な実施態様が示されている。ＩＳＡ連結器３３０は、２つのＩＳＡ底部構成部品構成６１０と、２つのＩＳＡ頂部構成部品構成６００（１つは図面から隠されている）と、２つのＩＳＡ係止機構開口６４０と、２つの保持タブ６３０と、ＩＳＡ連結器リップ６２０とを含む。係合構成、保持タブ、及び係止機構の数は可変であることを記さなければならない。加えて、頂部及び底部係合構成６００，６１０の様々な構成が用いられてよい。例えば、底部係合構成６１０は、図示のような突出構成よりもむしろ、凹み構成であり得る。

図５を再び参照すると、各ＩＳＡ連結器３３０は、対応する底部構成部品開口５３０内に位置付けられる。ＩＳＡ連結器３３０は、保持タブ６３０をキー溝５５０と整列させるよう回転させられ、ＩＳＡ連結器が対応する底部構成部品開口５３０内に挿入させられるのを可能にする。ＩＳＡ連結器リップ６２０は、底部構成部品開口５３０よりも大きく、ＩＳＡ連結器３３０を底部構成部品開口内に挿入し得る距離を制限する。次に、ＩＳＡ連結器３３０は、ＩＳＡ連結器を対応する底部構成部品開口５３０内にほじするために、保持タブ６３０をキー溝５５０と整列させないよう回転させられる。

図７を参照すると、ＩＳＡ底部構成部品４２０と連結された複数のＩＳＡ連結器３３０の例示が示されている。

図８を参照すると、ＩＳＡ頂部構成部品４１０の１つの例示的な実施態様が例示されている。図８において、ＩＳＡ３００のＩＳＡ頂部構成部品４１０は、５つの頂部構成部品開口８１０を有し、５つのＩＳＡ連結器３３０がそれらを通じて進む。更に、各頂部構成部品開口８１０は、２つのキー溝充填材８２０(keyway fillers)を含む。各頂部構成部品開口８１０内に含められるキー溝充填材８２０の数は可変であってよいが、ＩＳＡ底部構成部品４２０の各底部構成部品開口５３０内に含められるキー溝５５０の数と対応しなければならない。

図９は、ＩＳＡ底部構成部品４２０に連結されたＩＳＡ頂部構成部品４１０を例示している。底部構成部品の底部リップ５４０及びキー溝５５０構成が見えるのを可能にするために、ＩＳＡ連結器３３０は示されていない。更に、図９は、図８の線９−９に沿って切断されたＩＳＡ頂部構成部品４１０を例示しており、ＩＳＡ頂部構成部品の前方半分は取り除かれている。ＩＳＡ連結器３３０が対応する底部構成部品開口５３０内に挿入された後に、ＩＳＡ頂部構成部品４１０は、ＩＳＡ連結器３３０がＩＳＡ頂部構成部品４１０にある対応する頂部構成部品開口８１０を通じて進むように、ＩＳＡ底部構成部品４２０の上に配置される。

ＩＳＡ頂部構成部品４１０のキー溝充填材８２０は、ＩＳＡ底部構成部品４２０のキー溝５５０と整列する。ＩＳＡ頂部構成部品４１０がＩＳＡ底部構成部品４２０と組み立てられると、キー溝充填材８２０及びキー溝５５０の整列は、ＩＳＡ底部構成部品４２０とＩＳＡ頂部構成部品４１０との間でＩＳＡ連結器３３０を係止する。図９の例示は、頂部構成部品４１０及び底部構成部品４２０が連結されるときに、頂部構成部品４１０のキー溝充填材８２０及び底部構成部品４２０の底部リップ５４０が完全なリップを創り出すことを示している。

図１０は、開口８７０のうちの２つにＩＳＡ連結器３３０を備えない、底部構成部品７００に連結されたＩＳＡ頂部構成部品４１０の例示的な実施態様を例示している。キー溝充填材８２０がどのようにキー溝５５０と整列して、ＩＳＡ連結器３３０が外れるのを防止する中実リップを創り出すかを例示するために、ＩＳＡ連結器３３０は、図１０に示されていない。図１０に見られるように、キー溝充填材８２０は、キー溝５５０の相対物(counterpart)であるように構成される。もちろん、キー溝５５０及びキー溝充填材８２０のために他の形状が用いられてよい。

器具無菌アダプタ係合
図１１を参照すると、ＩＳＡ３００の下面の例示的な例示が示されている。その実施態様において、ＩＳＡ３００は、５つのＩＳＡ連結器３３０を含むように示されている。しかしながら、ＩＳＡ連結器３３０の数は、５つに限定されず、他の実施態様は、５つよりも多い又は少ない数を含んでよい。更に、ＩＳＡ連結器３３０の配置は、図１１に例示するものに限定されず、ＩＳＡ連結器は、様々なパターンにおいて配置されてよい。

上で議論したように、図６は、ＩＳＡ連結器３３０の例示的な実施態様を示している。図示の実施態様において、ＩＳＡ連結器３３０は、２つのＩＳＡ底部係合構成６１０と、２つのＩＳＡ頂部係合構成６００と、２つのＩＳＡ係止機構開口６４０と、２つの保持タブ６３０と、ＩＳＡ連結器リップ６２０とを含む。ＩＳＡ底部係合構成６１０を含むＩＳＡ連結器３３０の部分は、底部構成部品開口５３０を通じて突出する。ＩＳＡ頂部係合構成６００を含むＩＳＡ連結器３３０の部分は、頂部構成部品開口８１０を通じて突出する。図面に示すいずれかの或いは全てのそのような構成の数と異なる数の係合構成、保持タブ、及び係止機構開口があってよいことを記さなけばならない。図６の例示的な実施態様に示す構成のいずれか又は全ては、図示する位置と異なる位置に配置されてよい。

図１２を参照すると、キャリッジ３１０の例示的な実施態様が示されている。図１２の例示的な実施態様において、キャリッジ３１０は、５つのキャリッジ駆動体３２０(carriage drivers)を有するように示されている。各キャリッジ駆動体３２０は、モータ（図示せず）によって回転式に駆動させられる。キャリッジ駆動体３２０及びモータの数は、とりわけ、支持アセンブリ１１０の大きさ及び遠隔操作手術器具マニピュレータ１３０の大きさのような、様々な容易に依存して、異なり得る。

図１２に例示する実施態様において、各キャリッジ駆動体３２０は、２つのキャリッジ係合構成１２２０を有するように示されている。手術器具マニピュレータ１３０のキャリッジ３１０は、以下に記載する、キャリッジ駆動体３２０のキャリッジ係合構成１２２０とＩＳＡ連結器３３０のＩＳＡ底部係合構成６１０との間の係合プロセスを通じて、ＩＳＡ３００と連結する。もちろん、キャリッジ係合構成１２２０及びＩＳＡ底部係合構成６１０の数は、２つに限定されない。他の実施態様において、その数は２つよりも多くてよく或いは少なくてよい。

各キャリッジ駆動体３２０は、ある力が（例えば、対応する被駆動要素にある突出する係合構成から）キャリッジ駆動体３２０に対して加えられるときに、キャリッジ駆動体３２０がキャリッジ３１０内に僅かに後退するよう、バネ荷重機構を含む。キャリッジ係合構成１２２０及びＩＳＡ底部係合構成６１０が、ＩＳＡ３００及び手術器具マニピュレータ１３０が係合することを試みる時に整列しない場合、バネ荷重機構は、キャリッジ駆動体３２０が回転するに応じて、ＩＳＡ底部係合構成６１０及びキャリッジ係合構成１２２０が整列するようになるときに、ＩＳＡ底部係合構成６１０をキャリッジ係合構成１２２０と連結させる所要の力をもたらす。

しかしながら、手術器具１２０と手術器具マニピュレータ１３０との間の連結の間のＩＳＡ３００の追加は、器具無菌アダプタが手術器具１２０及び手術器具マニピュレータ１３０の両方と適切に係合することを保証する方法の必要を生む。

ＩＳＡ３００とキャリッジ３１０とを連結する試みが行われるときに、ＩＳＡ底部係合構成６１０（図１１）及びキャリッジ係合構成１２２０が初期的に整列しないならば、ＩＳＡ底部係合構成６１０は、キャリッジ駆動体３２０と接触するようになる。不整列を矯正するために、キャリッジ駆動体３２０は、ＩＳＡ底部係合構成６１０及びキャリッジ係合構成１２２０を整列させるために回転する。しかしながら、ＩＳＡ底部係合構成６１０がキャリッジ駆動体ディスク３２０と接触するようになるときに生み出される摩擦の故に、ＩＳＡ連結器３３０は、キャリッジ駆動体３２０が回転するに応じて回転することがある。ＩＳＡ３００に取り付けられる手術器具を適切に制御し得るよう、ＩＳＡ底部係合構成６１０がキャリッジ係合構成１２２０と係合するのを保証することが必要である。

キャリッジディスク３２０と接触するようになるＩＳＡ底部係合構成６１０によって引き起こされる摩擦がＩＳＡ底部係合構成６１０とキャリッジ係合構成１２２０との間の適切な係合を妨げないことを保証するために、係止機構がＩＳＡ３００内に実装されてよい。

ＩＳＡ３００内に実装される係止機構は、少なくとも手術器具マニピュレータ１３０のキャリッジ３１０との係合プロセス中に、各ＩＳＡ連結器３３０が回転する能力を制限する機構である。従って、ＩＳＡ３００を手術器具マニピュレータ１３０と連結させる試みが行われるときに、ＩＳＡ底部係合構成６１０及びキャリッジ係合構成１２２０が整列させられないならば、並びに、係止機構がＩＳＡ連結器３３０の回転する能力を制限するならば、キャリッジ駆動体３２０は回転してキャリッジ係合構成１２２０をＩＳＡ底部係合構成６１０と整列させ得る。キャリッジ係合構成１２２０がＩＳＡ底部係合構成６１０と整列するようになるとき、キャリッジ駆動体３２０のバネ荷重機構によって創り出される圧力は、ＩＳＡ底部係合構成６１０を対応するキャリッジ係合構成１２２０内に挿入させ、従って、適切な係合事象をもたらす。

図１３Ａは、ＩＳＡ底部構成部品４２０の実施態様を例示している。上で議論したように、ＩＳＡ底部構成部品４２０は、複数の底部構成部品開口５３０を含む。更に、各底部構成部品開口５３０は、底部リップ５４０によって部分的に取り囲まれており、各底部リップ５４０は、１つ又はそれよりも多くのキー溝５５０と、１つ又はそれよりも多くの係止機構１３１０とを含む。

キャリッジ３１０又は手術器具１２０とのあらゆる連結に先立ち、ＩＳＡ連結器３３０は底部リップ５４０又は（複数の）係止機構１３１０に対して面一に位置せず、いずれかの方向において完全に自由に回転する。しかしながら、キャリッジ３１０をＩＳＡ３００と連結させる試みが行われるとき、キャリッジ駆動体３２０は、ＩＳＡ連結器３３０を底部リップ５４０又は（複数の）係止機構１３１０に対して押す。ＩＳＡ連結器３３０が底部リップ５４０に向かって上方に押されるとき、次の２つの状況のうちの１つが起こる、即ち、（１）ＩＳＡ連結器リップ６２０が（複数の）係止機構１３１０と接触するようになるか、或いは（２）ＩＳＡ係止機構開口６４０及び係止機構１３１０が整列し、ＩＳＡ連結器リップ６２０が底部リップ５４０に対して面一に押される。

図１３Ｂに示す詳細に見られるように、係止機構１３１０は、ボスとして例示されている。ＩＳＡ係止機構開口６４０が、ＩＳＡ係止機構１３１０と整列させられるとき、ＩＳＡ連結器３３０は、底部リップ５４０に対して面一に押される。しかしながら、ＩＳＡ係止機構開口６４０及び係止機構１３１０が整列させられないとき、ＩＳＡ連結器は、（複数の）ＩＳＡ係止機構開口６４０及び（複数の）係止機構１３１０が整列させられるまで、底部リップ５４０に対してキャリッジ駆動体３１０と共に回転する。（複数の）係止機構開口６１０及び（複数の）係止機構１３１０が整列させられるとき、ＩＳＡ連結器リップ６２０は、底部リップ５４０に対して面一に押される。ＩＳＡ連結器リップ６２０が底部リップ５４０に対して面一に押され、係止機構１３１０がボスとして具現されるとき、ＩＳＡ連結器３３０はいずれの方向において回転することも防止される。

しかしながら、ＩＳＡ底部係合構成６１０及びキャリッジ係合構成１２２０が、キャリッジ駆動体３２０がＩＳＡ連結器３３０と接触するようになる時に初期的に整列させられない場合、ＩＳＡ連結器３３０とキャリッジ駆動体３２０との間の摩擦は、ＩＳＡ連結器３３０をキャリッジ駆動体３２０と共に回転させる。（複数の）ＩＳＡ係止機構開口６４０が（複数の）係止機構１３１０と整列させられるよう、ＩＳＡ連結器３３０がひとたび回転すると、ＩＳＡ連結器リップ６２０は、底部リップ５４０に対して面一に押される。モータからのトルクは、キャリッジ駆動体３２０内のバネ荷重機構の力によって創り出される摩擦よりも強力であるので、ＩＳＡ連結器が静止的であるときに、キャリッジ駆動体３２０は回転し続ける。キャリッジ駆動体３２０が回転すると、それはキャリッジ係合構成１２２０をＩＳＡ底部係合構成６１０との整列に導く。キャリッジ係合構成１２２０及びＩＳＡ底部係合構成６１０が整列すると、キャリッジ３１０のバネ荷重機構からの圧力は、キャリッジ係合構成１２２０及びＩＳＡ底部係合構成６１０を係合させる。

図１３Ｃに示す実施態様において、係止機構１３２０は、ラチェットとして例示されている。図１３Ｄは、ラチェット係止機構を示す図１３Ｃの部分の詳細図である。（複数の）ＩＳＡ係止機構開口６４０及び（複数の）係止機構１３２０が、キャリッジ駆動体３２０のバネ荷重機構によって創り出される摩擦の故に、整列させられないとき、ＩＳＡ連結器３３０は、（複数の）ＩＳＡ係止機構開口６４０及び（複数の）係止機構１３２０が整列させられるまで、キャリッジ駆動体３２０と共に回転する。係止機構１３２０がラチェットとして具現されるとき、ＩＳＡ連結器リップ６２０は、それがラチェット壁に衝突するまで、ラチェットの滑動方向に沿って滑動する。ＩＳＡ連結器３３０が滑動方向に沿って滑動し、ラチェット壁に衝突するとき、ＩＳＡ連結器リップ６２０は、底部リップ５４０に対して面一に位置する。ＩＳＡ連結器リップ６２０が底部リップ５４０に対して面一に押され、係止機構１３２０がラチェットとして具現されるとき、ＩＳＡ連結器３３０は、ラチェット壁と反対の方向に回転することが防止される。

係止機構１３２０がラチェットとして具現されるとき、キャリッジ駆動体３２０を駆動させるモータは、キャリッジ駆動体３２０を、結果的に、ＩＳＡ連結器３３０を、ラチェットと反対の方向において回転させるように構成される。ＩＳＡ底部係合構成６１０及びキャリッジ係合構成１２２０が、キャリッジ駆動体３２０がＩＳＡ連結器３３０と接触するようになる時に初期的に整列させられないならば、ＩＳＡ連結器３３０とキャリッジ駆動体３２０との間の摩擦は、ＩＳＡ連結器３３０をキャリッジ駆動体３２０と共に回転させる。モータからのトルクは、キャリッジ駆動体３２０内のバネ荷重機構の力によって創り出される摩擦よりも強力であるので、ひとたびＩＳＡ連結器リップ６２０が回転してラチェット壁と衝突すると、ＩＳＡ連結器が静止的なままであるときに、キャリッジ駆動体３２０は回転し続ける。キャリッジ駆動体３２０が回転するとき、それはキャリッジ係合構成１２２０をＩＳＡ底部係合構成６１０との整列に導く。キャリッジ係合構成１２２０及びＩＳＡ底部係合構成６１０が整列するとき、キャリッジ３１０のバネ荷重機構からの圧力は、キャリッジ係合構成１２２０及びＩＳＡ底部係合構成６１０を係合させる。

係止機構１３２０がラチェットとして具現されるとき、ひとたびＩＳＡ連結器３３０がキャリッジ駆動体３２０と適切に係合させられると、ＩＳＡ連結器リップ６２０が回転してラチェット壁と衝突する方向と反対の方向においてＩＳＡ連結器３３０を回転させることが可能である。これは、手術器具マニピュレータ１３０をＩＳＡ３００と係合させるに先立ち、ＩＳＡ連結器３３０が所望の位置まで回転させられるのを可能にする。

然る後、図１３Ａ−Ｂに例示する両方の実施態様において、ひとたびＩＳＡ連結器３３０がキャリッジ駆動体３２０と適切に係合させられると、ＩＳＡ連結器３３０がいずれの方向において自由に回転することが許容されるのが好ましい。器具１２０の器具駆動体７１０がＩＳＡ連結器３３０と連結することを試みると、器具駆動体７１０はＩＳＡ連結器３３０に対して圧力を置く。次いで、これはＩＳＡ連結器リップ６２０を係止機構１３１０又は１３２０の深さよりも下に押し、ＩＳＡ連結器３３０が係止機構１３１０又は１３２０を回避して、いずれの方向においても自由に回転するのを可能にする。

更に、提示する図面に示すように、ポケットがキャリッジ駆動体３２０に配置されることは必要でなく、ボスがＩＳＡ連結器３３０に配置されることは必要でない。代わりに、１つの実施態様は、ボスを含むキャリッジ駆動体３２０と、ポケットを含むＩＳＡ連結器３３０とを有してよい。他の実施態様において、係止機構はＩＳＡ頂部構成部品に形成されて、ＩＳＡ底部構成部品４２０内に延びてよい。

１つの実施態様において、遠隔操作手術器具マニピュレータ１３０は、手術器具マニピュレータ１３０が（ＩＳＡ連結器３３０及びキャリッジ駆動体３１０を通じて）ＩＳＡ３００と手術器具マニピュレータ１３０との間の適切な係合が起こるときを検出することを可能にする、ソフトウェアモジュールを含む。適切な係合事象は、キャリッジ３１０のモータに適用されるトルクの量の解析を通じてソフトウェアモジュールによって検出されてよい。適切な係合が起こるとき、ＩＳＡ底部係合構成６１０はキャリッジ係合構成１２２０と連結し、モータは係止機構の制限に抗してＩＳＡ連結器３３０を駆動させることを試みる。この場合、ソフトウェアモジュールは、各モータでトルクの増大を検出する。このトルクの増大の検出は適切な係合を示し、トルクの増大の不存在はＩＳＡ底部係合構成６１０がキャリッジ係合構成１２２０と成功裡に連結されなかったことを示す。

ソフトウェアモジュールは適切な係合の不存在又は完了を外科人員に伝えてよい。この連絡は数多くの方法において起こってよい。適切な係合を伝える可能な方法の例は、とりわけ、手術器具マニピュレータ１３０上で光を点滅させること又は（赤色から緑色へのような）手術器具上で第１の色の光から第２の色に変更することである。

高速ディスク係合
上で議論したように、手術器具１２０と手術器具マニピュレータ１３０との連結の間の器具無菌アダプタ（ＩＳＡ）の追加は、ＩＳＡが手術器具１２０及び手術器具マニピュレータ１３０の両方と適切に係合したことを保証する方法の必要を生む。

図１４は、ＩＳＡ３００及び手術器具マニピュレータ３０の実施態様を示しており、ＩＳＡ及び手術器具マニピュレータが互いに離れる方向に回転させられて、互いに係合する表面を示している。従前に議論したように、手術器具マニピュレータ１３０は、手術器具を駆動させる回転運動をもたらす、１つ又はそれよりも多くのキャリッジ駆動体３２０を含む。ＩＳＡは、キャリッジ駆動体３２０からの回転運動を手術器具に移す、同等の数のＩＳＡ連結器３３０を含む。図示する実施態様において、各キャリッジ駆動体３２０は、ポケットの形態における２つのキャリッジ係合構成１２２０を含む。対応するＩＳＡ連結器３３０は、ボスの形態における、同等の数のＩＳＡ底部係合構成６１０を含む。各ＩＳＡ係合構成６１０は、対応するキャリッジ係合構成１２２０と噛み合い、キャリッジ駆動体３２０とＩＳＡ連結器３３０との間の確定的な(能動的な)(positive)接続をもたらす。他の実施態様では、異なる数の係合構成が用いられてよい。他の実施態様において、キャリッジ係合構成は、ボスの形態にあってよく、ＩＳＡ底部係合構成は、ポケットの形態にあってよい。更に他の実施態様において、キャリッジ係合構成は、ポケット及びボスの両方を含んでよく、ＩＳＡ底部係合構成は、対応するキャリッジ係合構成と噛み合うよう、必要に応じて、ボス及びポケットの形態にあってよい。

図１５は、ＩＳＡ３００及び手術器具１２０の実施態様を示しており、ＩＳＡ及び手術器具は互いに離れる方向に回転させられて、互いに係合する表面を示している。従前に議論したように、ＩＳＡ連結器３３０は、対応する器具駆動体１５００と係合して、キャリッジ駆動体３２０（図１４）からの回転運動を手術器具１２０に移す。図示する実施態様において、各器具駆動体１５００は、ポケットの形態における２つの器具係合構成１５２０を含む。対応するＩＳＡ連結器３３０は、ボスの形態における、同数のＩＳＡ頂部係合構成６００を含む。各ＩＳＡ係合構成６００は、対応する器具係合構成１５２０と噛み合い、ＩＳＡ連結器３３０と器具駆動体１５００との間の確定的な接続をもたらす。他の実施態様では、異なる数の係合構成が用いられてよい。他の実施態様において、器具係合構成は、ボスの形態にあってよく、ＩＳＡ頂部係合構成は、ポケットの形態にあってよい。更に他の実施態様において、器具係合構成は、ポケット及びボスの両方を含んでよく、ＩＳＡ頂部係合構成は、対応する器具係合構成と噛み合うよう、必要に応じて、ボス及びポケットの形態にあってよい。

上で提示した１つの解決策は、ＩＳＡ連結器３００内に係止機構を実装することを議論し、それは係合プロセスの間にＩＳＡ連結器３３０が回転する能力を制限し、それにより、キャリッジディスク３２０と接触するようになるＩＳＡ底部係合構成６１０によって引き起こされる摩擦がＩＳＡ底部係合構成６１０とキャリッジ係合構成１２２０との間の適切な係合を妨げないことを保証する。

しかしながら、係止機構がＩＳＡ３００内に実装されるとしても、対応するキャリッジ及び器具係合構成１２２０，１５２０とのＩＳＡ係合構成６００，６１０の成功裡の係合を保証することは、キャリッジ駆動体の数回の回転を要することがある。

第１の実施態様
第１の実施態様において、モータは、キャリッジ駆動体３２０の回転速度について制限されることがある。キャリッジ駆動体３２０の回転速度を制限することによって、キャリッジ駆動体３２０のバネ荷重機構がＩＳＡ底部係合構成６１０をキャリッジ係合構成１２２０と係合させる程に十分に強いことを保証し得る。同様に、キャリッジ駆動体３２０の限定的な回転速度は、器具駆動体１５２０のバネ荷重機構がＩＳＡ頂部係合構成６００と確実に係合するのを可能にする。幾つかの実施態様では、キャリッジ駆動体のみが、ＩＳＡ底部係合構成とのキャリッジ係合構成の係合及び器具係合構成とのＩＳＡ頂部係合構成の係合の両方をもたらすバネ荷重機構を提供する。

１つの実施態様では、キャリッジ駆動体３２０を駆動させるモータの回転速度の限界がソフトウェアモジュールによって制御されてよい。第２の実施態様において、モータの回転速度は、適用される電圧、電流、及び／又は電流の周波数によって制限されてよい。キャリッジ駆動体３２０の適切な回転速度は、ＩＳＡ連結器３３０、キャリッジ及び器具駆動体３２０，１５２０、並びに関連付けられるバネ荷重機構と関連付けられる、幾何学的構成及び物理学的性質の解析によって構築されてよい。

第２の実施態様
幾つかの実施態様において、ポケットとして構成される係合構成は、ボスとして構成される係合構成との噛合いプロセスの容易さを増大する進入傾斜路(entry ramp)を備えて構成されてよい。

説明の容易さのために、キャリッジ３１０とＩＳＡ３００とを連結する係合構成を記載する。しかしながら、これらの構成は器具１２０とＩＳＡ３００とを連結するために用いられてもよいことが理解されるべきである。以下に議論する実施態様において、キャリッジ３１０の係合構成はポケットとして構成され、ＩＳＡ３００の係合構成はボスとして構成されることが想定される。しかしながら、他の実施態様において、キャリッジ３１０の係合構成はボスとして構成されてよく、ＩＳＡ３００の係合構成はぽけっとして構成されてよい。

図１６Ａを参照すると、進入傾斜路を備えないキャリッジポケット１２２０に接近するＩＳＡ底部ボス６１０の例示的な例示が例示されている。キャリッジポケット壁１６００がキャリッジディスク３２０の表面１２１０に対して９０度の角度１６２１にあることが図１６Ａにおいて見られる。ＩＳＡ底部ボス６１０は、２つの係合構成が直接的な整列にあるときにのみ、キャリッジポケット１２２０内に入る。成功裡の適切な係合の後にキャリッジ駆動体３２０及びＩＳＡ連結器３３０の回転中に起こることがあるバックラッシュを減少させるために、ＩＳＡ底部ボス６１０の突起の大きさは、ほぼ正確に、キャリッジポケット１２２０の開口の大きさに対応する。従って、特にキャリッジ駆動体３２０が高速で回転しているときに、ＩＳＡ底部ボス６１０がキャリッジポケット１２２０内に挿入させられるのは困難である。

図１６Ｂを参照すると、ＩＳＡ底部ボス６１０をキャリッジポケット１２２０と連結する失敗の試みの例示的な例示が例示されている。図１６Ｂに見られるように、ＩＳＡ底部ボス６１０は、キャリッジポケット１２２０を迂回してよく、２つの係合構成を連結する試みの失敗をもたらす。

図１７Ａを参照すると、進入傾斜路を含むキャリッジポケット１２２１に接近するＩＳＡ底部ボス６１０の例示的な例示が例示されている。キャリッジポケット１２２１の壁が、進入傾斜路１７２０と、直線部分１７００とを含むことが、図１７Ａにおいて見られる。進入傾斜路１７２０は、ＩＳＡ底部ボス６１０がキャリッジポケット１２２１と係合する前に、ＩＳＡ底部ボス６１０を支持するキャリッジディスク３２０の表面１２１０に対して９０度よりも大きい鈍角を形成するように見られる。ＩＳＡ底部ボス６１０がキャリッジポケット１２２１に接近するとき、進入傾斜路１７２０は、先導する(leading)ＩＳＡボス壁１７７０が垂下する(trailing)ポケット壁１７５０に達する前に、ＩＳＡ底部ボス６１０がキャリッジポケット１２２１内への挿入を開始するのを可能にする。

図１７Ｂを参照すると、キャリッジポケット１２２１内への挿入を開始するために進入傾斜路を用いてキャリッジポケット１２２１に接近するＩＳＡ底部ボス６１０の例示的な例示が示されている。ＩＳＡ底部ボス６１０が進入傾斜路１７２０を滑り降り始めると、ＩＳＡボス１７６０はキャリッジポケット１２２１に進入し始める。ＩＳＡ連結器３３０が回転し続けると、先導するＩＳＡボス壁１７７０は、垂下するポケット壁１７５０と接触するようになり、ＩＳＡ底部ボス６１０は、キャリッジポケット１２２１を迂回することが妨げられる。次に、キャリッジ駆動体３２０のバネ荷重機構は、キャリッジポケット１２２１内へのＩＳＡ底部ボス６１０の挿入を推進させ得る。図１７Ｂが示唆するように、キャリッジ駆動体３２０がバネ荷重機構を含むならば、キャリッジ駆動体３２０はキャリッジから上昇して、ＩＳＡ底部ボス６１０をキャリッジポケット１２２１に進入させる。

図示するキャリッジディスク３２０の表面１２１０に対する進入傾斜路１７２０の角度１７２１は、１つの例示的な実施態様であるに過ぎない。しかしながら、進入傾斜路１７２０は、キャリッジディスク３２０の表面１２１０と鈍角を常に形成する。進入傾斜路１７２０は、キャリッジポケット１２２１の壁の直線部分１７００が、壁の直線部分に対して駆動させられるときに、ＩＳＡ底部ボス６１０を支持する十分な支承面をもたらすように、構成されなければならないことが理解されるであろう。最小限でも、壁の直線部分１７００は、係合のための方向の逆の方向に駆動させられるときに、ＩＳＡ連結器３３０がキャリッジ駆動体３２０から外れるのを妨げるよう十分に高い必要がある。

図１８Ａを参照すると、キャリッジポケット１２２０に接近する進入傾斜路１８２０を含むＩＳＡ底部ボス１８１０の例示的な例示が例示されている。垂下するＩＳＡボス壁１８４０が、ＩＳＡ底部ボス１８１０の下面１８３０に対して９０度よりも大きい鈍角を形成する進入傾斜路１８２０を含み、下面１８３０は、ＩＳＡ連結器がキャリッジポケット１２２０と係合する前に、キャリッジディスク３２０の表面１２１０でＩＳＡ連結器３３０を支持することが、図１８Ａにおいて見られる。

図１８Ｂを参照すると、キャリッジポケット１２２０内への挿入を開始するために進入傾斜路１８２０を用いてキャリッジポケット１２２０に接近するＩＳＡ底部ボス１８１０の例示的な例示が例示されている。ＩＳＡ底部ボス１８１０がキャリッジポケット１２２０に接近するとき、進入傾斜路１８２０は、先導するＩＳＡボス壁１８７０が垂下するポケット壁１８５０に達する前に、ＩＳＡ底部ボス１８１０がキャリッジポケット１２２０内への挿入を開始するのを可能にする。ＩＳＡ連結器３３０が回転し続けると、先導するＩＳＡボス壁１８７０は、垂下するポケット壁１８５０と接触するようになり、ＩＳＡ底部ボス１８１０は、キャリッジポケット１２２０を迂回するのを妨げられる。次に、キャリッジ駆動体３２０のバネ荷重機構は、キャリッジポケット１２２０内へのＩＳＡ底部ボス６１０の挿入を推進し得る。図１７Ｂが示唆するように、キャリッジ駆動体３２０がバネ荷重機構を含むならば、キャリッジ駆動体３２０は、キャリッジから上昇して、ＩＳＡ底部ボス１８１０をキャリッジポケット１２２０内に進入させる。

図示するＩＳＡ底部ボス１８１０の下面１８３０に対する進入傾斜路１８２０の角度は、１つの例示的な実施態様であるに過ぎない。進入傾斜路の角度は、図示の角度よりも大きくても小さくてもよい。しかしながら、進入傾斜路１８２０は、ＩＳＡ底部ボス１８１０の下面１８３０と常に鈍角を形成する。進入傾斜路１８２０は、垂下するＩＳＡボス壁１８４０の直線部分が、壁の直線部分に対して駆動させられるとき、ＩＳＡ底部ボス６１０を支持する十分な支承面をもたらすように、構成されなければならないことが理解されるであろう。最低限でも、垂下するＩＳＡボス壁１８４０の直線部分は、係合のための方向と逆の方向に駆動させられるときに、ＩＳＡ連結器３３０がキャリッジ駆動体３２０から外れるのを妨げるよう十分に高い必要がある。

特定の例示的な実施態様を記載し且つ添付の図面中に示したが、そのような実施態様は例示的であるに過ぎず、広義の発明を限定しないこと、並びに、この発明は、図示され且つ記載される特定の構造及び配置に限定されないことが、理解されるべきである。何故ならば、様々な他の修正が当業者の心に思い浮かぶことがあるからである。よって、本記述は限定的なものと考えられるべきでなく、例示的なものと考えられるべきである。

Claims

手術器具と手術器具マニピュレータとを連結する無菌アダプタであって、
係止機構を有する底部リップを備える底部構成部品開口を含む底部構成部品と、
該底部構成部品に回転可能に連結される連結構成部品とを含み、
該連結構成部品は、前記手術器具マニピュレータと係合する係合構成を含み、前記連結構成部品は、前記係合構成が前記手術器具マニピュレータと係合していないときに前記係止機構と係合する、係止機構開口を更に含む、
無菌アダプタ。
前記係止機構は、ボスとして構成される、請求項１に記載の無菌アダプタ。
前記係止機構は、ラチェットとして構成され、前記係止機構開口が前記係止機構と係合するときに、前記連結構成部品が１つだけの方向において回転するのを許容する、請求項１に記載の無菌アダプタ。
前記底部リップは、複数の係止機構を含む、請求項１に記載の無菌アダプタ。
前記連結構成部品は、複数の係止機構開口を含む、請求項４に記載の無菌アダプタ。
前記複数の係止機構を含む多数の係止機構が、前記複数の係止機構開口を含む多数の係止機構開口に対応する、請求項５に記載の無菌アダプタ。
前記底部リップは、キー溝を更に有し、前記連結構成部品は、保持タブと、連結器リップとを更に有し、前記保持タブは、前記連結構成部品が前記底部構成部品開口を通じて進むのを可能にするよう、前記キー溝と整列し、前記保持タブ及び前記連結器リップは、前記保持タブ及び前記キー溝が整列させられないときに、前記連結構成部品を前記底部構成部品開口内に保持するよう、前記底部リップと係合する、請求項１に記載の無菌アダプタ。
前記係合構成は、進入傾斜路を含む、請求項１に記載の無菌アダプタ。
無菌アダプタと手術器具マニピュレータとを連結する方法であって、
前記無菌アダプタの回転可能な連結構成部品にある係合構成が前記手術器具マニピュレータにある回転可能なキャリッジ駆動体と係合せず、それが前記回転可能な連結構成部品にある係止機構開口を前記無菌アダプタにある係止機構と係合させ、該係止機構は前記回転可能な連結構成部品が回転するのを防止するように、前記無菌アダプタを前記手術器具マニピュレータに連結するステップと、
前記無菌アダプタにある前記回転可能な連結構成部品を前記回転可能なキャリッジ駆動体と係合させるよう、前記手術器具マニピュレータにある前記回転可能なキャリッジ駆動体を回転させるステップとを含む、
方法。
前記無菌アダプタにある前記回転可能な連結構成部品を前記無菌アダプタにある前記係止機構と係合させるよう、前記手術器具マニピュレータにある前記回転可能なキャリッジ駆動体を回転させるステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
前記係止機構は、前記係止機構開口が前記係止機構と係合するときに、前記回転可能な連結構成部品が第１の方向においてだけ回転するのを許容し、当該方法は、前記手術器具マニピュレータにある前記回転可能なキャリッジ駆動体を前記第１の方向と反対の第２の方向において回転させるステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
前記キャリッジ駆動体は、進入傾斜路を有するキャリッジポケットを更に含み、当該方法は、前記回転可能な連結構成部品にある係合構成を前記進入傾斜路で下方に滑らせ、前記キャリッジポケットに進入させるよう、前記キャリッジ駆動体を前記進入傾斜路で導いて第１の方向において回転させるステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
手術器具と手術器具マニピュレータとを連結させる無菌アダプタであって、
前記手術器具マニピュレータからの回転的な動きを当該無菌アダプタを通じて前記手術器具に連結する手段と、
前記回転的な動きを連結する手段が前記手術器具マニピュレータと確定的に係合させられないときに、前記回転的な動きを連結する手段の回転を防止する手段とを含む、
無菌アダプタ。
前記回転的な動きを連結する手段の回転を防止する手段は、１つだけの方向における回転を防止する、請求項１３に記載の無菌アダプタ。
前記回転的な動きを連結する手段は、前記回転的な動きを連結する手段の確定的な係合を促進する傾斜路手段を含む、請求項１３に記載の無菌アダプタ。